熒光光譜儀采用復(fù)合濾光片(多金屬?gòu)?fù)合材料)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化分析操作，減少了X光的損失，形成對(duì)于特定元素的較佳信號(hào)接受，同時(shí)保證對(duì)元素周期表中Mg-Th的所有元素均有較佳的激發(fā)效果。熒光光譜儀復(fù)合濾光片顯著減少更換濾波片造成的分析時(shí)間的浪費(fèi)，減少操作人員接受輻照的時(shí)間，有助于減少X射線對(duì)操作人員的傷害，同時(shí)大大提高分析多種元素的效率。
熒光光譜儀光譜分析的過(guò)程:
1．把試樣在能量的作用下蒸發(fā)、原子化(轉(zhuǎn)變成氣態(tài)原子)，并使氣態(tài)原子的外層電子激發(fā)至高能態(tài)。當(dāng)從較高的能級(jí)躍遷到較低的能級(jí)時(shí)，原子將釋放出多余的能量而發(fā)射出特征譜線。這一過(guò)程稱為蒸發(fā)、原子化和激發(fā)，需借助于激發(fā)光源來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2．把原子所產(chǎn)生的輻射進(jìn)行色散分光，按波長(zhǎng)順序記錄在感光板上，就可呈現(xiàn)出有規(guī)則的光譜線條，即光譜圖。熒光光譜儀借助于攝譜儀器的分光和檢測(cè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3．根據(jù)所得光譜圖進(jìn)行定性鑒定或定量分析。由于不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同，當(dāng)被激發(fā)后發(fā)射光譜線的波長(zhǎng)不盡相同，即每種元素都有其特征的波長(zhǎng)，故根據(jù)這些元素的特征光譜就可以準(zhǔn)確無(wú)誤的鑒別元素的存在(定性分析)，而這些熒光光譜儀光譜線的強(qiáng)度與試樣中該元素的含量有關(guān)，因此還可利用這些譜線的強(qiáng)度來(lái)測(cè)定元素的含量(定量分析)。
拉曼光譜儀是一種散射光譜。拉曼光譜分析法是研究分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的光譜分析方法，在有機(jī)化學(xué)方面主要用作有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)鑒定和分子相互作用手段，和紅外光譜作用相互補(bǔ)充，可以鑒別特殊的結(jié)構(gòu)特征和特征基團(tuán)。在高分子的研究中，拉曼光譜可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等?！ ±庾V儀在高分子材料的具體應(yīng)用： 1、化學(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷：高分子中的C＝C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對(duì)拉曼光譜非常敏感，常用來(lái)研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)?！ ?、組分定量分析：拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系，給高分子組分含量分析帶來(lái)方便?！ ?、晶相與無(wú)定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶度的監(jiān)測(cè)?！ ?、動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究：伴隨高分子反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會(huì)有強(qiáng)度的改變?！ ?、高分子取向研究：高分子鏈的各向異性必然帶來(lái)對(duì)光散射的各向異性，測(cè)量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息?！ ?、聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究?！ ?、復(fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過(guò)程的監(jiān)測(cè)?！ ?、聚合反應(yīng)過(guò)程和聚合物固化過(guò)程監(jiān)控?！ ≡诶庾V儀的實(shí)際應(yīng)用中，激光的聚焦點(diǎn)具有強(qiáng)有力的分析信號(hào)，在檢測(cè)時(shí)，只需將激光聚焦在樣品上即可，便可獲得該樣品的拉曼光譜圖。拉曼光譜圖上橫坐標(biāo)即代表拉曼光譜的位移。
光譜學(xué)測(cè)量的基礎(chǔ)是測(cè)量光輻射與波長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，光譜學(xué)測(cè)量的直接結(jié)果是由很多個(gè)離散的點(diǎn)構(gòu)成曲線，每個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)（X軸）是波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)（Y軸）是在這個(gè)波長(zhǎng)處的強(qiáng)度。因此，一個(gè)光譜儀的性能，可以粗略地分為下面幾個(gè)大類：
1.波長(zhǎng)范圍（在X軸上的可以測(cè)量的范圍）；
2.波長(zhǎng)分辨率（在X軸上可以分辨到什么程度的信號(hào)變化）；
3.噪聲等效功率和動(dòng)態(tài)范圍（在Y軸上可以測(cè)量的范圍）；
4.靈敏度與信噪比（在Y軸上可以分辨到什么程度的信號(hào)變化）；
5.雜散光與穩(wěn)定性（信號(hào)的測(cè)量是否可靠？是否可重現(xiàn)）；
6.采樣速度和時(shí)序精度（一秒鐘可以采集多少個(gè)完整的光譜？采集光譜的時(shí)刻是否精確？）
1.波長(zhǎng)范圍
波長(zhǎng)范圍是光譜儀所能測(cè)量的波長(zhǎng)區(qū)間。常見(jiàn)的光纖光譜儀的波長(zhǎng)范圍是400nm-1100nm，也就是可以探測(cè)可見(jiàn)光和一部分近紅外的光。使用新型探測(cè)器可以使這個(gè)范圍拓展至200nm-2500nm，即覆蓋紫外、可見(jiàn)和近紅外波段。光柵的類型以及探測(cè)器的類型會(huì)影響波長(zhǎng)范圍。一般來(lái)說(shuō)，寬的波長(zhǎng)范圍意味著低的波長(zhǎng)分辨率，所以用戶需要在波長(zhǎng)范圍和波長(zhǎng)分辨率兩個(gè)參數(shù)間做權(quán)衡。如果同時(shí)需要寬的波長(zhǎng)范圍和高的波長(zhǎng)分辨率，則需要組合使用多個(gè)光譜儀通道（多通道光譜儀）。
2.波長(zhǎng)分辨率
顧名思義，波長(zhǎng)分辨率描述了光譜儀能夠分辨波長(zhǎng)的能力，常用的光譜儀的波長(zhǎng)分辨率大約為1nm，即可以區(qū)分間隔1nm的兩條譜線。Avantes公司可以提供的最高的波長(zhǎng)分辨率為0.025nm。波長(zhǎng)分辨率與波長(zhǎng)的取樣間隔（數(shù)據(jù)的x坐標(biāo)的間隔）是兩個(gè)不同概念。一般來(lái)說(shuō)，高的波長(zhǎng)分辨率意味著窄額度波長(zhǎng)范圍，所以用戶需要在波長(zhǎng)范圍和波長(zhǎng)分辨率兩個(gè)參數(shù)間做權(quán)衡。如果同時(shí)需要寬的波長(zhǎng)范圍和高的波長(zhǎng)分辨率，則需要組合使用多個(gè)光譜儀通道（多通道光譜儀）。
3.噪聲等效功率和動(dòng)態(tài)范圍
當(dāng)信號(hào)的值與噪聲的值相當(dāng)時(shí)，從噪聲中分辨信號(hào)就會(huì)非常困難。一般用與噪聲相當(dāng)?shù)男盘?hào)的值（光譜輻照度或光譜輻亮度）來(lái)表征能一個(gè)光譜儀所能夠測(cè)量的最弱的光強(qiáng)(Y軸的最小值)。噪聲等效功率越小，光譜儀就可以測(cè)量更弱的信號(hào)。狹縫的寬度、光柵的類型、探測(cè)器的類型等等參數(shù)都會(huì)影響噪聲等效功率。因?yàn)檫@些參數(shù)也會(huì)影響波長(zhǎng)范圍和波長(zhǎng)分辨率，用戶需要在這些指標(biāo)間做出取舍。對(duì)探測(cè)器制冷（Avantes公司的制冷型光譜儀）有助于減小探測(cè)器的熱噪音，優(yōu)化探測(cè)器檢測(cè)弱光的能力。
動(dòng)態(tài)范圍描述一個(gè)光譜儀所能夠測(cè)量到的較強(qiáng)的信號(hào)與最弱的信號(hào)的比值。較強(qiáng)的信號(hào)為光譜儀在信號(hào)不飽和情況下，所能測(cè)量的最大信號(hào)值，最弱的信號(hào)用上述的噪聲等效功率衡量。動(dòng)態(tài)范圍主要受制于探測(cè)器的類型。傳統(tǒng)上，動(dòng)態(tài)范圍是影響測(cè)量方便性的一個(gè)很關(guān)鍵的指標(biāo)，但目前大部分光纖光譜儀都可以通過(guò)調(diào)整積分時(shí)間的方式等效地?cái)U(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，因此，動(dòng)態(tài)范圍一般不會(huì)對(duì)用戶的測(cè)量帶來(lái)困擾。
4.靈敏度與信噪比
靈敏度描述了光譜儀把光信號(hào)變成電子學(xué)信號(hào)的能力，高的靈敏度有助于減小電路本身的噪聲對(duì)結(jié)果影響。狹縫的寬度、光柵的類型、探測(cè)器的類型以及電路的參數(shù)都會(huì)影響靈敏度。衍射效率高的光柵和量子效率高的探測(cè)器都有利于提高光譜儀的靈敏度。人為地調(diào)高前置放大電路的放大倍數(shù)也會(huì)提高名義上的靈敏度，但并不一定有助于實(shí)際的測(cè)量。寬的狹縫會(huì)改善靈敏度，但也會(huì)降低分辨率，因此，需要用戶綜合考慮和權(quán)衡。
光譜儀的信噪比定義為：光譜儀在強(qiáng)光照射下，接近飽和時(shí)的信號(hào)的平均值與信號(hào)偏離平均值的抖動(dòng)值（以標(biāo)準(zhǔn)偏差橫向）的比。需要注意的是，因?yàn)槎x中沒(méi)有對(duì)光源做任何限制，使用這個(gè)定義所測(cè)量到的信噪比并不能等同于用戶在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中所能實(shí)現(xiàn)的信噪比。光譜儀的信噪比主要受探測(cè)器限制。通過(guò)光譜儀電路的平均功能累加信號(hào)，可以提高實(shí)際測(cè)量中的信噪比。
5.干擾與穩(wěn)定性
實(shí)際光譜儀與理想光譜儀的重要區(qū)別之一是其內(nèi)部存在雜散光等干擾。雜散光會(huì)影響信號(hào)的準(zhǔn)確性，并對(duì)測(cè)量弱信號(hào)帶來(lái)麻煩。特殊設(shè)計(jì)的低雜散光光路能夠降低光路中的雜散光。
光譜儀的光路和探測(cè)器都不可避免地隨著環(huán)境而變化，例如，環(huán)境溫度的變化會(huì)導(dǎo)致光譜儀波長(zhǎng)（X軸）的漂移。對(duì)光路和探測(cè)器做特殊處理能夠增強(qiáng)光譜儀的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。然而，這些特殊處理會(huì)增加光譜儀的硬件成本。
6.采樣速度和時(shí)序精度
Avantes公司的標(biāo)準(zhǔn)光譜儀可以在一秒鐘內(nèi)采集約900幅完整的光譜。當(dāng)需要研究在更短時(shí)間內(nèi)的光譜變化時(shí)，更快速的光譜儀可以在一秒鐘內(nèi)采集高達(dá)8000幅光譜。然而，這些光譜儀往往在波長(zhǎng)分辨率等指標(biāo)上不能與標(biāo)準(zhǔn)光譜儀媲美，用戶也必須綜合考慮各個(gè)指標(biāo)。
光譜儀必須具備好的時(shí)序性能方能捕捉到很短的脈沖信號(hào)。不同類型的光譜儀的時(shí)序精度差別很大，性能好的可以到納秒量級(jí)的時(shí)間精度，而性能差的只能到毫秒量級(jí)的時(shí)間精度。
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